NO337232B1 - Apparat og metode for homogenisering av to eller flere fluider med ulike tettheter - Google Patents

Description

Denne søknaden krever prioritet fra US-foreløpig søknad nr. 60/609,156, inn-levert 10. september 2004, og angår et apparat og en fremgangsmåte for homogenisering av to eller flere fluider med forskjellige tettheter.

Ved fremstilling av visse typer av fluidmiksturer, er det enkelte ganger nødven-dig å homogenisere to eller flere fluider som har forskjellige tettheter og forskjellige reologiske egenskaper. Det er under enkelte omstendigheter ønskelig at de to eller flere fluider blandes når de fortsetter å strømme nedstrøms.

Tradisjonelt krever in-line miksing av to eller flere fluider med ulike tettheter sammenblanding av fluidene, under trykk, i et innelukket rom med varierende tverrsnittsdiameter, fra innløpsledningsledningene til utløpsledningen. Den varierende tverrsnittsdiameter danner soner med turbulens og resirkulasjon, hvilket fremmer miksing.

Én slik fremgangsmåte ifølge kjent teknikk anvender en serie av dyser gjennom innløpsledningene for å danne turbulent strøm i hver av strømmene før de når mikseområdet. De sammenførte strømmer forlater deretter mikseområdet, inn i ut-løpsledningen. Den turbulente strøm i hver ledning forsvinner imidlertid før mikseområdet nås. Videre fortrenger det tettere fluid det mindre tette fluid, og de to fluider fortsetter å strømme, atskilt av et langsommere grensesjikt hvor det skjer noe miksing.

Øking av områdene med turbulens i det tettere fluid vil således signifikant forbedre miksingen av de to fluider. I tillegg vil øking av arealene med turbulens øke mengden av skjær i det miksede fluid.

US 3,868,967 beskriver en adapter for blanding eller miksing av fluider.

US 2,645,463 omhandler en metode og et apparat for kontinuerlig blanding eller miksing av strømmer.

US 4,498,786 vedrører et apparat for blanding eller miksing av minst to individuelle strømmer.

Hovedtrekkene ved denne oppfinnelsen fremgår av de selvstendige krav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

Denne oppfinnelsen vedrører både et apparat og en metodologi eller fremgangsmåte til bruk av dette apparatet. Kombinasjonen av apparatet og fremgangs-måten virker sammen til å forbedre homogeniseringen av to eller flere fluider med ulike tettheter og reologiske egenskaper gjennom dannelsen av turbulent strøm, skjær og turbulent kinetisk energi. Designen av apparatet fremmer og forbedrer muligheten for å homogenisere to eller flere fluider raskt når de strømmer uten bevegelige deler eller ekstra energikilder.

Fluid-fluidhomogenisering skjer basert på overføringen av turbulent kinetisk energi og skjærvirkning, hvilket skyldes forvrengning av strømmen og dannelsen av turbulens. Apparatet danner turbulens og homogenisering i tre områder: et primært miksekammer, et sekundært blandekammer, og en nedstrøms statisk mikser.

Fluidet med høyere tetthet føres gjennom en første fluidledeinnretning som er forbundet til det primære miksekammer ved en forhåndsberegnet vinkel. Før det kommer inn i det primære miksekammer, utsettes fluidet med høyere tetthet for turbulens, og dets strømningsløp får endret retning, hvilket skyldes halvsirkulære ledeplater som er plassert i dets strømningslinje. Et fluid med lavere tetthet blir samtidig tilført til det primære miksekammer gjennom en annen fluidinnledeinnretning, også i en forhåndsberegnet vinkel.

Strømmen av fluid med lavere tetthet forandrer retningen til strømmen av fluid med høyere tetthet, inn i det primære miksekammer, og reduserer hastigheten til fluidet med høyere tetthet, slik at det dannes store virvelstrømmer med fluidet med lavere tetthet. Strømmene av fluider med høyere og lavere tetthet kombineres i det primære miksekammer, hvor det reduserte volum, sammenlignet med det kombinerte volum av den første og annen fluidledeinnretning, avgir og akselererer fluidet, hvilket forandrer retningen av strømmen.

Den kombinerte strøm fortsetter til det sekundære mikseområde, hvor det kan være to statiske miksere i serie, hvilke har formede åpninger som er forskjøvet fra hverandre i planet for den kombinerte strøm. Ved utløp fra den annen statiske mikser, tilveiebringer store virvelstrømmer økt miksing, skjær og overføring av turbulent kinetisk energi for effektiv homogenisering.

I en første utførelse det kreves beskyttelse for, inkluderer et in-line blandeapparat et primært miksekammer for miksing av en flerhet av fluider, hvor det første fluid har en tetthet som er større enn det annet fluid. Det primære miksekammer har en flerhet av fluidinnløp og et primærkammerutløp. Et første fluidinnløp er avgrenset av en innløpskant som har et fremre parti som er lokalisert mot primærkammer-utløpet og et bakre parti som er lokalisert distalt til primærkammerutløpet. En første fluidledeinnretning tilveiebringer fluidkommunikasjon for det første fluid til det primære miksekammer. En flerhet av ledeplater er festet inne i den første fluidledeinnretning, for å innføre turbulens og skjær i strømmen, så vel som å lede strømmen mot det bakre parti av innløpskanten. En annen fluidledeinnretning tilveiebringer uhindret fluidkommunikasjon for et annet, mindre tett fluid til det primære miksekammer.

De første og andre fluider, som danner en strøm av mikset primærfluid i det primære miksekammer, går ut gjennom primærkammerutløpet til et sekundært blandekammer. Inne i det sekundære blandekammer holdes minst én statisk mikser på plass. Når det miksede primærfluid strømmer gjennom det sekundære blandekammer, tilveiebringer den statiske mikser ytterligere blanding av de to fluider.

Andre aspekter og fordeler ved den gjenstand det kreves beskyttelse for vil fremgå av den følgende beskrivelse og de vedheftede krav.

Kort beskrivelse av tegningene:

Fig. 1 viser et tverrsnittsriss, sett ovenfra, av in-line blandeapparatet.

Fig. 2 er et tverrsnittsriss, sett ovenfra, av det primære miksekammer.

Fig. 3 er et tverrsnittsriss, sett ovenfra, av den første fluidledeinnretning.

Fig. 4 er et perspektivriss av en utførelse av en ledeplate.

Fig. 5 er et tverrsnittsriss, sett ovenfra, av en utførelse av en ledeplate i den første fluidledeinnretning.

Fig. 6 er et perspektivriss av en utførelse av en ledeplate.

Fig. 7 er et tverrsnittsriss, sett ovenfra, av en utførelse med en alternativ lede-plateposisjon inne i den første fluidledeinnretning.

Fig. 8 er et tverrsnittsriss av en utførelse av in-line blandeapparatet.

Fig. 9 er et tverrsnittsriss, sett ovenfra, av en strømningsmodell for to fluider som blir homogenisert i in-line blandeapparatet. Fig. 10 er et tverrsnittsriss av en modell av en blandet fluidstrøm nedstrøms en annen statisk mikser.

Fig. 11 er et riss forfra av en statisk mikser.

Fig. 12 er et gjennomsiktig perspektivriss av in-line blandeapparatet.

Fig. 13 er et diagram som sammenligner målte og beregnede blandinger ved forskjellige strømningsmengder. Fig. 1 viser et in-line blandeapparat 100 for blanding av to eller flere fluid-strømmer, hvor fluidene har ulike tettheter og ulike reologiske egenskaper. Gjennom hele denne redegjørelse, viser en første fluidstrøm 102 til strømmen av fluid som har en høyere tetthet enn noe annet fluid som individuelt innføres i in-line blandeapparatet 100.

In-line blandeapparatet 100 inkluderer et primært miksekammer 110, en første fluidledeinnretning 140, en annen fluidledeinnretning 180, og et sekundært blandekammer 190. Den første fluidledeinnretning 140 tilveiebringer den første fluidstrøm 102 til det primære miksekammer 110, mens den annen fluidledeinnretning 180 tilveiebringer en annen fluidstrøm 104 til det primære miksekammer 110. Det sekundære blandekammer 190 mottar en strøm 108 av mikset primærfluid fra det primære miksekammer 110, og blander videre strømmen 108 av mikset primærfluid.

Med henvisning til fig. 2, det primære miksekammer 110 er avgrenset av en kammervegg 112 som har to eller flere gjennomgående åpninger, for å tilveiebringe et første innløp 114 og et annet innløp 116. Det primære miksekammer 110 er fortrinnsvis sylindrisk om en primærakse 128, med kammerveggen 112 forløpende mellom en oppstrøms ende 124 og en nedstrøms ende 122. Det primære miksekammer 110 haren primærkammerdiameter 126 og et kammervolum.

Primærkammerutløpet 120 er lokalisert ved den nedstrøms ende 122 av det primære miksekammer 110 og er generelt symmetrisk om primæraksen 128. Pri-mærkammerutløpet 120 har en primærutløpsdiameter 138 som er mindre enn pri-mærkammerdiameteren 126. Hastigheten til strømmen fra det primære miksekammer 110 akselereres således når den passerer gjennom primærkammerutløpet 120.

Det første og annet innløp 114,116 er lokalisert gjennom kammerveggen 112, idet hvert av dem generelt er perpendikulært på primærkammerets utløp 120. Det annet innløp 116 er fortrinnsvis lokalisert på siden av primæraksen 128, motsatt det første innløp 114, og har en tilsvarende størrelse. Når det er ønskelig, kan et tredje innløp 118 være lokalisert ved den oppstrøms ende 124 av det primære miksekammer 110, som vist på fig. 8. Hvis en tredje fluidstrøm 106 ikke er ønskelig, kan det tredje innløp 118 være avlukket av et deksel 136, som vist på fig. 1.

Det skal igjen vises til fig. 2, hvor det første innløp 114 er avgrenset av en innløpskant 130 i kammerveggen 112. Ettersom det første innløp 114 generelt er perpendikulært på primærkammerets utløp 120, har innløpskanten 130 et fremre parti 132, som er nærmest primærkammerets utløp 120. Innløpskanten 130 har også et bakre parti 134, som er lengst fra primærkammerets utløp 120.

Det skal igjen vises til fig. 1, hvor den første fluidledeinnretning 140 tilveiebringer den første fluidstrøm 102 til det primære miksekammer 110 gjennom det første innløp 114. Den første fluidledeinnretning 140 kan anses å ha en sentralt lokalisert første ledeinnretningsakse 142. Forskjellen i retning mellom den første ledeinnretningsakse 142 og den primære akse 128, slik den måles oppstrøms fra skjærings-punktet mellom aksene 128, 142, avgrenser en første ledeinnretningsvinkel 144.

Med henvisning til fig. 3, den første fluidledeinnretning 140 har en første ledeinnretningsvegg 146 med en innvendig overflate 148. Den første fluidledeinnretning 140 er fortrinnsvis generelt sylindrisk omkring den første ledeinnretningsakse 142, og har en første ledeinnretningsdiameter 150 og et første ledeinnretningsvolum. Den første ledeinnretningsdiameter 150 er mindre enn diameteren av ledningen som mater den primære fluidstrøm 102 inn i den første fluidinnledeinnretning 140.

Den første ledeinnretningsvegg 146 har en bakre veggseksjon 152 og en fremre veggseksjon 154. Selv om de bakre og fremre veggseksjoner 152, 154 ikke er avtagbare seksjoner, er den bakre veggseksjon 152 festet til det primære miksekammer 110 nær det bakre parti 134 av det første innløp 114, og den fremre veggseksjon 154 grenser opp til det primære miksekammer 110 nær det fremre parti 132 av det første innløp 114.

Som det kan ses av fig. 1 og 3, er den første ledeinnretningsdiameter 150 større enn diameteren av innløpsledningen 156 som den første fluidstrøm 102 strømmer fra. En flerhet av ledeplater 160 som er designet til å endre retningen på den første fluidstrøm 102, så vel som å danne turbulens og skjær i strømmen 102, er festet til den innvendige overflate 148 i den første fluidledeinnretning 140.

Med henvisning til fig. 3 og 4, i en første utførelse av den første fluidledeinnretning 140, har en oppstrøms ledeplate 162 og en nedstrøms ledeplate 164 hver et tverrsnittsareal som er tilstrekkelig til å endre retningen på den første fluidstrøm 102. I den viste utførelse har hver ledeplate 162, 164 en halvsirkulærform, med en rund forbindelseskant 166 som er festet til den innvendige overflate 148 perpendikulært på den første ledeinnretningsvegg 146, og en lineær ledeplatekant 168 som strekker seg inn i strømningsområdet i den første fluidledeinnretning 140. Både den oppstrøms og nedstrøms ledeplate 162, 164 haren oppstrøms overflate 170, som vender oppstrøms. Den oppstrøms overflate 170 av hver av den oppstrøms og ned-strøms ledeplate 162, 164 har et overflateareal som er halvparten av tverrsnittsarealet av den første fluidledeinnretning 140. Hver ledeplate 162, 164 har således et ledeplateoverflateareal som er lik halvparten av tverrsnittsarealet av den første fluidledeinnretning.

Den oppstrøms ledeplate 162 og den nedstrøms ledeplate 164 er posisjonert slik at ledeplatekantene 168 generelt er parallelle med hverandre, med forbindelses-kantene 166 festet til den innvendige overflate 148 på motstående sider av den første ledeinnretningsakse 142. Den oppstrøms ledeplate 162 er festet til den bakre veggseksjon 152, mens den nedstrøms ledeplate 164 er festet til den fremre veggseksjon 154. Den nedstrøms ledeplate 164 er lokalisert langs den innvendige overflate 148, slik at når den første fluidledeinnretning 140 er innfestet til det primære miksekammer 110, er dens ledeplatekant 168 oppstrøms fra det første innløp 114 med en forskyvningsavstand 174 som er tilstrekkelig til å lede den første fluidstrøm 102 gjennom det første innløp 114 nær det bakre parti 134, og til å danne et mikseområde med virvelstrøm inne i den første fluidledeinnretning 140 ved den nedstrøms overflate 172. Dette mikseområdet er også lokalisert inne i et parti av det primære miksekammer 110.

Den oppstrøms ledeplate 162 er lokalisert en ledeplateavstand 175 oppstrøms fra den nedstrøms ledeplate 164. Ledeplateavstanden 176 bør være tilstrekkelig til at den første fluidstrøm 102, som ved hjelp av den oppstrøms ledeplate 162 har fått endret retning mot den nedstrøms ledeplate 164, opprettholder turbulent strømning. Ledeplateavstanden 176 avhenger delvis av tettheten av fluidet i den første fluid-strøm 102. Ledeplateavstanden 176 for et fluid kan således være en annen enn for et forskjellig fluid som har en forskjellig tetthet.

I en alternativ utførelse, vist på fig. 5 og 6, har hver ledeplate 360 en ledeplatekant 368 som er forsenket mot forbindelseskanten 366. Denne konfigurasjon kan være ønskelig for første fluidstrømmer 102, hvor det første fluid har en svært høy tetthet.

I en alternativ utførelse, vist på fig. 7, er hver ledeplate 460 festet til den innvendige overflate 448, slik at den oppstrøms overflate 470 danner en stump vinkel 478 med den innvendige overflate 448.

Med henvisning til fig. 1 og 8, den annen fluidledeinnretning 180 er generelt sylindrisk omkring en annen ledeinnretningsakse 182, og haren annen ledeinnretningsdiameter 184. Den annen ledeinnretningsakse 182 avgrenser en annen ledeinnretningsvinkel 186 med den primære akse 128. Den annen ledeinnretningsvinkel 186 er fortrinnsvis lik den første ledeinnretningsvinkel 144. Den annen ledeinnretningsdiameter 184 er større enn den som er for den annen innløpsledning 188 som den annen fluidstrøm kommer fra, og kan være lik den første ledeinnretningsdiameter 150.

Den annen fluidledeinnretning 180 har et annet ledeinnretningsvolum. Når det adderes til volumet i den første ledeinnretning, er det totale volum større enn primærkammerets volum. Denne netto volumreduksjon som oppleves av de første og andre fluidstrømmer 102, 104 inne i det primære miksekammer 110 fremmer miksing av fluidstrømmene 102, 104 til en strøm 108 av mikset primærfluid.

Med henvisning til fig. 9, vises det sekundære blandekammer 190. Det sekundære blandekammer 190 er sylindrisk og koaksialt innrettet med det primære miksekammer 110. For ytterligere å blande strømmen 108 av mikset primærfluid, holdes minst én statisk mikser 192 på plass inne i det sekundære blandekammer 190. For å oppnå en godt homogenisert strøm fra strømmen 108 av mikset primærfluid, kan to statiske miksere 192a, 192b holdes på plass inne i det sekundære blande-

kammer 190.

Den statiske mikser 192 er en skivelignende innretning, som vist på fig. 11, og har en spesifikt utformet åpning 194 som strømmen 108 av mikset primærfluid strømmer gjennom. Åpningen 194 er utformet til å fremkalle turbulens og videre blande komponentene i strømmen 108 av mikset primærfluid. Profilen til åpningen 194 kan være jevnt symmetrisk omkring én eller flere symmetriakser 196a, 196b. Når det eksisterer flere enn én symmetriakse 196 for en bestemt profil av en åpning 194, avgrenses en symmetrivinkel 198 mellom hver symmetriakse 196a, 196b.

Når det brukes to statiske miksere, 192a, 192b, som har en tilsvarende profil for åpningen 194, og profilen av åpningen 194 har to eller flere symmetriakser 196a, 196b, kan en første statisk mikser 192a være rotasjonsmessig forskjøvet fra den annen statiske mikser 192b i et omfang som er lik symmetrivinkelen 198 for profilen av åpningen 194. Denne forskyvningen kan ses på fig. 12. Ved å forskyve profilen av åpningen 194 i den annen statiske mikser 192b, kan den del av fluidstrømmen som forlater den første statiske mikser 192a og som beveger seg hurtigere, få sin hastig-het redusert ved hjelp av forskyvningen av den annen statiske mikser 192b, hvilket tilveiebringer ytterligere homogenisering.

Hvis de første og andre statiske miksere 192a, 192b er for nære hverandre, vil den kombinerte effekt være som om det kun var én statisk mikser 192, ettersom det ennå umiksede parti av fluidstrømmen ikke vil ha tilstrekkelig plass til å blandes ytterligere. Den første og annen statiske mikser 192a, 192b bør således ha en separasjonsavstand 195 mellom seg som er tilstrekkelig til at begge statiske miksere 192a, 192b virker sammen for å blande strømmen 108 av mikset primærfluid.

Selv om det er flere typer av statiske miksere på markedet, har de beste resultater blitt oppnådd med de statiske miksere som produseres av Westfall, Inc., som er beskrevet i US-patent nr. 5,839,828, og som har et par av motstående klaffer som strekker seg innover fra den ytre flens og er skråstilt i strømningsretningen (ikke vist). Et frontriss av en slik statisk mikser er vist på fig. 11.

Eksempel

Homogeniseringen av et barytt- og bentonitt-fluid og et saltløsningsfluid ble modellert gjennom det beskrevne in-line blandeapparat 100. Fig. 9 og 10 viser forskjellige riss av blandekonturene til de to fluider.

Barytt-bentonitt-fluidet har en høyere tetthet enn saltløsningsfluidet, og føres således inn gjennom den første fluidledeinnretning 140. Den oppstrøms ledeplate 162 har en halvsirkulær profil med et overflateareal som er halvparten av tverrsnittsarealet av den første fluidledeinnretning 140. Den oppstrøms ledeplate 162 er festet til det bakre veggparti 152 av den første fluidledeinnretning 140, slik at den opp-strøms overflate 170 er perpendikulær på strømningsretningen. Den oppstrøms ledeplate 162 forårsaker turbulens i barytt-bentonitt-fluidstrømmen 200 og leder den mot den nedstrøms ledeplate 164.

Den nedstrøms ledeplate 164 er festet til det fremre veggparti 154 av den første fluidledeinnretning 140, slik at den oppstrøms overflate 170 er perpendikulær på den innvendige overflate 148 av den første ledeinnretningsvegg 146. Ledeplateavstanden 176 er tilnærmet lik den første ledeinnretningsdiameter 150. Som det kan ses på fig. 9, leder den nedstrøms ledeplate 164 strømmen 200 av barytt-bentonitt- fluid inn i det primære miksekammer 110 nær det bakre parti 134 av det første innløp 114.

Strømmen 205 av saltløsningsfluid, som har en lavere tetthet enn strømmen 200 av barytt-bentonitt-fluid, ble innført gjennom den annen fluidledeinnretning 180. Ikke noe tredje fluid ble innført til det primære miksekammer 110.

Strømmen 205 av saltløsningsfluid med lavere tetthet strømmet lett inn i det primære miksekammer 110. Strømmen 200 av barytt-bentonitt-fluid med høy tetthet strømmet gjennom strømmen 205 av saltløsningsfluid, nesten til det annet innløp 116. Et tynt grensesjikt av effektivt mikset fluid 220 ble utviklet nær det annet innløp 116. En virvel 210 nær den oppstrøms ende 124 av det primære miksekammer 110 forårsaket miksing av de to fluidstrømmer 200, 205. Mellom den nedstrøms ledeplate 164 og den nedstrøms ende 122 av det primære miksekammer 110, ble strømmen 200 av barytt-bentonitt-fluid og strømmen 205 av saltløsningsfluid mikset for å danne et område med effektivt mikset fluid 220.

Området med effektivt mikset fluid 220 sammen med området med ineffektivt mikset fluid 222 eller strømmen 200 av umikset barytt-bentonitt-fluid og strømmen 205 av saltløsningsfluid fortsatte gjennom det primære kammers utløp 120 til det sekundære blandekammer 190 og gjennom den første statiske mikser 192a. Det skal påpekes at strømmen 200 av barytt-bentonitt-fluid med høyere tetthet fortrengte strømmen 205 av saltløsningsfluid og kom inn i det sekundære blandekammer 190 langs den side som er lengst fra det første innløp 114.

De statiske miksere 192a, 192b som ble brukt i det sekundære blandekammer 190 var av den type som tidligere er beskrevet og som blir solgt av Westfall. Ved strømming gjennom den første statiske mikser 192a, forble kun en tynn strøm av barytt-bentonitt-fluid 200 umikset i det senterplan som er vist på fig. 9. De ytre kanter av fluidet i det sekundære blandekammer 190 mellom den første og annen statiske mikser 192a, 192b var strøm 205 av umikset saltløsningsfluid eller områder med ineffektivt mikset fluid 222. Senterpartiet i fluidstrømmen var et område av effektivt mikset fluid 220.

Fordi de statiske miksere 192a, 192b som ble brukt hadde to symmetriakser (som vist på fig. 11), ble den annen statiske mikser 192b holdt på plass i det sekundære blandekammer 190, slik at det hadde en 90 graders forskyvningsvinkel fra den første statiske mikser 192a. Dette tar hånd om det relativt mindre tverrsnittsareal av den første statiske mikser 192a sammenlignet med den annen statiske mikser 192b.

Ved utløp fra den annen statiske mikser 192b, hadde strømmen 200 av barytt-bentonitt-fluid i det modellerte plan blitt blandet med strømmen 205 av saltløsnings-fluid, i det minste i en viss utstrekning. Det vises til fig. 10, hvor et tverrsnittsriss av den miksede strøm som forlater den annen statiske mikser 192b er vist. Det skal påpekes at, selv om det gjensto områder med ineffektivt mikset fluid 222, er det ingen områder hvor det gjensto en umikset barytt-bentonittstrøm 200. Videre er mye av senterområdet, et område med effektivt mikset fluid 220.

Nøyaktigheten ved modellen ble deretter testet i en prototyp av et in-line blandeapparat 100. Resultatene fremkommer på fig. 13, som grafisk viser blandingen ved forskjellige strømningsmengder, både beregnet og målt. Fra grafen kan det ses at resultatene som målt med en slamvekt, er svært nær de beregnede resultater. De forskjellige resultater som fremkom med densitometeret skyldtes kalibrering av utstyret.

Det forstås at variasjoner kan gjøres i det foregående uten å avvike fra opp-finnelsens omfang. For eksempel er den foreliggende oppfinnelse ikke begrenset til miksingen av barytt-bentonitt-fluid med saltløsningsfluid, men er like anvendbar på en hvilken som helst applikasjon som involverer miksing av fluidstrømmer hvor et første fluid har en høyere tetthet enn et annet eller tredje fluid.

Selv om den gjenstand det kreves beskyttelse for har blitt beskrevet med hensyn på et begrenset antall utførelser, vil fagpersoner innen teknikken, som har fordel av å ha denne offentliggjøring, forstå at det kan tenkes ut andre utførelser som ikke avviker fra omfanget av den gjenstand det kreves beskyttelse for, slik den her er beskrevet. Omfanget av den gjenstand det kreves beskyttelse for skal følgelig begrenses kun av de vedheftede krav.

Claims (13)

1. Apparat (100) for homogenisering av minst to fluider fra korresponderende fluidledninger inne i en enkelt nedstrøms fluidledning, omfattende: en første fluidledeinnretning (140) som mottar en strøm (102) av et første fluid som har en første tetthet, hvor den første fluidledeinnretning videre omfatter: en første ledeinnretningsvegg (146) som haren innvendig overflate (148); en flerhet av ledeplater (160) som strekker seg innover fra den inn- vendige overflate for å påføre skjær på strømmen av det første fluid; en andre fluidledeinnretning (180) som mottar en strøm (104) av et andre fluid som har en andre tetthet; et primært miksekammer (110) som inkluderer en kammervegg (112) gjennom hvilken en flerhet av fluidinnløp (114, 116) og et primært kammertutløp (120) er avgrenset, hvor den første fluidledeinnretning og den andre fluidledeinnretning er i fluidkommunikasjon med det primære miksekammer gjennom korresponderende fluidinn-løp til det primære miksekammer; et sekundært blandekammer (190) i fluidkommunikasjon med det primære kammerutløpet; minst én statisk mikser som er festet inne i det sekundære blandekammer; og et apparatutløp som tilveiebringer fluidkommunikasjon mellom det sekundære blandekammer og et nedstrøms apparatkarakterisert vedat den minst ene statiske mikser videre omfatter: en første statisk mikser (192a) som er festet inne i det sekundære blandekammer oppstrøms fra en andre statisk mikser (192b); hvor hver av den første statiske mikser og den andre statiske mikser inkluderer en åpning (194) som har en åpningsprofil, idet åpningsprofilen i den første statiske mikser er orientert i 90 grader fra åpningsprofilen i den andre statiske mikser.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert vedat det første fluid ledes til det primære miksekammer i en første ledeinnretningsvinkel (144) i forhold til en strømningsretning gjennom det primære kammerutløpet.

3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert vedat det andre fluid ledes til det primære miksekammer i en andre ledeinnretningsvinkel (186) i forhold til strømningsretningen gjennom det primære kammerutløpet.

4. Apparat som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det videre omfatter: en tredje fluidledeinnretning som leder en strøm av et tredje fluid inn i det primære miksekammer gjennom et korresponderende fluidinnløp.

5. Apparat som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat den første tetthet av det første fluid er større enn den andre tetthet av det andre fluid.

6. Apparat som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat ledeplatene strekker seg fra motstående sider av den innvendige overflate av den første ledeinnretningsvegg og er atskilt av en ledeplateavstand (176) som er tilstrekkelig til at en strøm av det første fluid gjennom den første fluidledeinnretning opprettholder turbulent strøm mellom den første ledeplate og den andre ledeplate.

7. Apparat som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat ledeplatene er posisjonert i en rett vinkel i forhold til den innvendige overflate av den første ledeinnretningsvegg.

8. Apparat som angitt i et hvilket som helst av krav 1-6, karakterisert vedat ledeplatene er posisjonert slik at en overflate som vender oppstrøms danner en stump vinkel med den innvendige overflate av den første ledeinnretningsvegg.

9. Fremgangsmåte for homogenisering av en flerhet av fluider, omfattende: leding av en strøm (102) av et første fluid som har en første tetthet gjennom en første strømningsledeinnretning (140), inn i et primært miksekammer (110); dannelse av turbulens og skjær i den første fluidstrøm ved å forstyrre retningen og hastigheten til den første fluidstrøm gjennom den første strømnings-ledeinnretning; leding av en strøm (104) av et andre fluid som har en andre tetthet gjennom en andre strømningsledeinnretning (180), inn i det primære miksekammer; sammenblanding av det første fluid og det andre fluid i det primære miksekammer for å danne et mikset primærfluid; og overføring av skjær til det miksede primærfluid for å homogenisere det første og det andre fluid når det miksede primærfluid ledes nedstrøms mot et apparatutløp,karakterisert vedat overføring av skjær til det miksede primærfluid omfatter: å lede det miksede primærfluid gjennom en første statisk mikser (192a) og en andre statisk mikser (192b), idet den første statiske mikser er oppstrøms i forhold til den andre statiske mikser, og den første statiske mikser og den andre statiske mikser inkluderer en åpning (194) som haren åpningsprofil, idet åpningsprofilen til den første statiske mikser er orientert i 90 grader fra åpningsprofilen til den andre statiske mikser.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert vedat den andre tetthet er mindre enn den første tetthet.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 9 eller 10, karakterisert vedat dannelse av turbulens og skjær videre omfatter: tilveiebringelse av en serie av forskjøvne ledeplater (160) som strekker seg inn i den første fluidstrøm gjennom den første strømningsledeinnretning.

12. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av krav 9-11,karakterisert vedat overføring av skjær til det miksede primærfluid omfatter: å lede det miksede primærfluid gjennom de første og andre statiske miksere; hvor det andre statiske mikser er separert fra den første statiske mikser med en separasjonsavstand som er tilstrekkelig til at kumulativ turbulens påføres fra den andre statiske mikser.

13. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av krav 9-12,karakterisert vedat den videre omfatter: leding av et tredje fluid som har en tredje tetthet gjennom en tredje strøm-ningsledeinnretning, inn i det primære miksekammer, for å danne det miksede primærfluid.